[发明专利]一种磁力驱动悬浮振荡传热模拟试验装置

说明书

本发明公开一种磁力驱动悬浮振荡传热模拟试验装置，包括储油箱、高压油泵、蓄压器、油罩、活塞冷却油腔、保温箱、磁性承载台、悬浮导轨、电磁产生器Ⅰ、电磁产生器Ⅱ、余油油箱、隔振平台、循环油管、截止阀、油泵电机、油罩回流管、刻度、横向喷油管、竖向喷油管、喷嘴、出油管、进油管；本发明仿真精度高，通用性强，往复运动惯性力小，振动小，摩擦阻力小，实验效率高，通过测定进出口机油温度，机油油量，直接考察油腔壁面换热系数，同时可测定喷油嘴性能和活塞内冷油腔内的振荡流动状态，为活塞优化设计提供依据。

技术领域

本发明涉及一种磁力驱动悬浮振荡传热模拟试验装置，属于内燃机活塞试验技术领域。

背景技术

随着近年来柴油机缸内爆发压力和升功率不断提高，柴油机活塞所受热负荷与机械负荷大大增加。为了预防活塞失效，保证活塞和柴油机的可靠性和耐久性，必须控制活塞最高温度在允许值以下，因此需要对活塞进行有效的冷却。而目前在高负荷活塞上得到广泛应用的冷却方式是内冷油道强制振荡冷却。

目前关于内冷油道强制振荡冷却的研究主要包括油道流动换热仿真模拟和内冷油道振荡流动模拟试验装置的研制。而油道流动换热的仿真计算，都是对简化了的油道模型进行模拟，其模型准确性难以保证，需要实验验证。而振荡流动传热模拟试验装置的研制实例有：专利一种发动机活塞振荡冷却实验装置，其将研究活塞试件固定于顶杆上，通过电机带动发动机曲柄连杆机构和顶杆运动，使用电阻丝对活塞试件进行加热，最后通过出口机油温度高低对油腔冷却效果进行评价，但是该装置喷油口无法调节，无法测量不同喷油角对振荡的影响；喷油管位置无法调节，不能满足不同大小活塞的振荡试验的需求；无法测量进出油量的大小；运动惯性力大，试验装置抖动剧烈。

发明内容

为了解决现有技术中存在的各种问题，比如往复运动过程中，试验装置惯性力大造成的试验装置振动问题，本发明采用悬浮导轨作为运动机构和导向机构，悬浮导轨的摩擦力极小，因此运动过程只需克服极小的摩擦力，减小能耗，提高了部件的寿命；比如由于机械运动装置的惯性力产生了强烈的振动，本发明引入了电磁线圈产生的磁力使磁性安装平台水平往复运动，极大的减小了台架的振动，提高了各部件的寿命和观测精度。

本发明提供一种对不同大小活塞在不同喷油位置的活塞往复振荡传热模拟的试验装置，可以通过测定内冷油腔试件测点温度、机油进出口温度，流过油腔试件的机油流量，直接考察振荡换热情况(即换热系数)和测定内冷油道机油通过率，为研究内冷油道流动换热以及活塞内冷油道设计提供了依据。

本发明采用的技术方案是：

一种磁力驱动悬浮振荡传热模拟试验装置，包括储油箱1、高压油泵2、蓄压器3、油罩5、活塞冷却油腔6、保温箱7、磁性承载台8、悬浮导轨9、电磁产生器Ⅰ10、电磁产生器Ⅱ11、余油油箱12、隔振平台13、循环油管14、截止阀16、油泵电机17、油罩回流管18、横向喷油管24、竖向喷油管25、喷嘴26、出油管37、进油管38；

所述隔振平台13上两端对称设置电磁产生器Ⅰ10、电磁产生器Ⅱ11，电磁产生器Ⅰ10、电磁产生器Ⅱ11之间设置悬浮导轨9，悬浮导轨9内设置凹槽，凹槽内设置磁性承载台8，磁性承载台8上面设置保温箱7，保温箱7内设置活塞冷却油腔6，活塞冷却油腔6侧面从上往下设置进油管38、出油管37；

储油箱1依次连接高压油泵2、蓄压器3、竖向喷油管25、横向喷油管24、喷嘴26，高压油泵2还与油泵电机17连接；油罩5是一侧面开椭圆形孔，另一侧面敞口的箱体结构，横向喷油管24穿过油罩5侧面椭圆形孔进入油罩5内部，出油管37、进油管38位于油罩5敞口一端内部，喷嘴26与进油管38正对，油罩5底部设置油罩回流管18，油罩回流管18与余油油箱12连接，余油油箱12通过循环油管14与储油箱1连接，循环油管14上设置截止阀16。

所述装置还包括回油管15、出油收集管19、承载台油沟22，磁性承载台8上设置承载台油沟22，承载台油沟22与出油收集管19连接，出油收集管19与回油管15连接，回油管15与余油油箱12连接。